Czy istnieją mieszalniki kontenerowe kompatybilne bezpośrednio z beczkami znormalizowanymi 200 l, wraz z walidowalnym czyszczeniem?
Tak, istnieją mieszalniki kontenerowe i mieszalniki beczkowe pracujące bezpośrednio ze znormalizowanymi beczkami 200-litrowymi. Sama beczka służy przy tym jako zbiornik mieszalniczy. Produkt jest więc mieszany w oryginalnym opakowaniu. Ograniczane są operacje przesypywania. Jednocześnie maleją straty produktu, pylenie i ryzyko zanieczyszczeń krzyżowych.
Przetwarzane mogą być na przykład beczki stalowe, beczki ze stali nierdzewnej lub beczki z PE-HD. Możliwe jest również zastosowanie wkładów. Takie worki jednorazowe nadają się szczególnie do koncepcji jednorazowych.
Mieszalniki kontenerowe do beczek znormalizowanych pracują przeważnie według zasady swobodnego spadku lub zasady zataczającej. Beczka jest unieruchamiana w uchwycie i poruszana wokół jednej lub kilku osi. Produkt jest mieszany przez grawitację i powtarzane przekładanie. Wewnętrzne mieszadła nie są konieczne. Układ pozostaje dzięki temu zamknięty. Jest to szczególnie interesujące dla zastosowań wymagających higienicznie.
Kolejny wariant łączy obrót z ekscentrycznym ruchem przechylającym lub zataczającym. Może to poprawić działanie mieszające przy proszkach trudno płynących lub lekko kohezyjnych. Do cieczy wchodzą w rachubę również mieszadła beczkowe. Organ mieszający wprowadzany jest przy tym przez pokrywę lub otwór wlewowy. Zasada ta tworzy jednak dodatkowe powierzchnie mające kontakt z produktem i podnosi nakład na walidację czyszczenia.
Dla bezpiecznej pracy beczka musi być niezawodnie przyjęta i zablokowana. Kształtowe urządzenia mocujące, elementy centrujące oraz zaciski mechaniczne lub pneumatyczne utrzymują ją w zdefiniowanej pozycji. Czujniki mogą nadzorować, czy beczka jest prawidłowo osadzona i czy blokada jest zamknięta. Dopiero potem proces mieszania może się rozpocząć.
Uwzględnić trzeba także masę całkowitą, stopień napełnienia i położenie środka ciężkości. Zależnie od zasady mieszania odpowiedni stopień napełnienia leży często między około 40 a 70 procent. Tylko wtedy produkt może się w beczce wystarczająco poruszać i równomiernie wymieszać.
Dla walidowalnego czyszczenia istnieją dwie zasadnicze koncepcje. W zasadzie jednorazowej stosuje się beczkę jednorazową lub wkład. Po procesie mieszania mający kontakt z produktem wkład jest usuwany. Właściwy obszar kontaktu z produktem nie musi być czyszczony. Walidacja koncentruje się na przydatności materiałowej, odporności chemicznej i możliwych interakcjach między produktem a materiałem opakowaniowym.
W koncepcji wielokrotnego użytku beczki, pokrywy, uszczelnienia i ewentualnie adaptery są czyszczone po każdym wsadzie. Części mające kontakt z produktem muszą być ukształtowane higienicznie. Należy unikać stref martwych, szczelin i trudno dostępnych obszarów. Dla komponentów ze stali nierdzewnej wymagana jest często zdefiniowana chropowatość powierzchni Ra ≤ 0,8 µm.
Czyszczenie odbywa się przeważnie w oddzielnych instalacjach do mycia beczek lub w specjalnie zaprojektowanych stacjach czyszczenia. Powierzchnie wewnętrzne i zewnętrzne są tam czyszczone kulami natryskowymi lub dyszami rotacyjnymi. Temperatura, ciśnienie wody, stężenie środka czyszczącego i czas czyszczenia są definiowane i nadzorowane. Programy mogą być zapisywane i dokumentowane specyficznie dla produktu.
Wiarygodna walidacja czyszczenia obejmuje zwykle DQ, IQ, OQ i PQ. Dodatkowo ustalane są wartości graniczne dopuszczalnych pozostałości produktu. Mogą do tego należeć obliczenia MACO, analizy przypadku najbardziej niekorzystnego i analityczne badania odzysku.
Do sprawdzenia działania czyszczącego stosowane są różne metody. Testy ryboflawinowe pokazują, czy wszystkie istotne powierzchnie są całkowicie zwilżone. Uzupełniająco mogą być stosowane próbki swab, próbki z popłuczyn, pomiary przewodności, analizy TOC lub specyficzne dla produktu wykrywanie chemiczne.
Mieszalnik kontenerowy do beczek znormalizowanych 200-litrowych może zatem stanowić rozwiązanie higieniczne i walidowalne. Warunkiem są pewne przyjęcie beczki, odpowiednia zasada mieszania, jasno zdefiniowana koncepcja czyszczenia lub jednorazowa oraz kompletna dokumentacja kwalifikacji i walidacji.
Koncepcje mieszania amixon® oparte na beczce i IBC: EM i COM
Tak, amixon® oferuje systemy mieszania, w których samo opakowanie jest wykorzystywane jako zbiornik procesowy i mieszalniczy. Do małych wsadów w beczce znormalizowanej dostępny jest mieszalnik jednowałowy EM. Większe wsady w IBC i Mixtainerach® są przetwarzane mieszalnikiem kontenerowym COM. Oba systemy ograniczają operacje przesypywania, emisje pyłu, straty produktu i ryzyko zanieczyszczeń krzyżowych.
Mieszalnik jednowałowy EM: mieszanie bezpośrednio w beczce znormalizowanej
Mieszalnik jednowałowy EM jest zaprojektowany na wielkości wsadów od około 5 do 200 litrów. Nadaje się szczególnie do małych produkcji, zadań rozwojowych i procesów just in time. Beczka znormalizowana służy przy tym bezpośrednio jako naczynie procesowe.
Do napełniania i opróżniania komora mieszania może być obracana i nachylana do 25 stopni. W nachylonej komorze mieszania powstaje intensywne poprzeczne przemieszczanie objętości. Dzięki temu suche, wilgotne i zawieszone ciała stałe są równomiernie wymieszane.
EM potrzebuje tylko niewiele dodatkowej infrastruktury. W wielu przypadkach wystarczają beczki znormalizowane, waga i wózek paletowy. Rozbudowana technika transportu nie jest konieczna. Dzięki temu układ da się zintegrować również w istniejących pomieszczeniach produkcyjnych.
Intensywność mieszania może być dostosowana do danego produktu. Do wymagających zadań dostępne są rotory tnące lub HighShearBlades. Również mikrodrobne dozowanie cieczy może być równomiernie wmieszane w proszek. Możliwy stopień napełnienia sięga od około 10 do 100 procent.
Zależnie od wykonania EM może być zaprojektowany dla strefy ATEX 20. Receptury i przebiegi procesu dają się sterować przez sterownik PLC. Możliwe są także połączenia ERP, rejestracja kodów kreskowych i dokumentacja w czasie rzeczywistym powiązana z wsadem.
Mieszalnik kontenerowy COM: IBC staje się komorą mieszania
Mieszalnik kontenerowy COM jest przewidziany dla większych wsadów od około 100 do 4.000 litrów. Jako zbiornik mieszalniczy służy przy tym bezpośrednio Mixtainer® lub odpowiedni standardowy IBC.
Mieszadło SinConvex®-MultiPlane® wchodzi od góry w kontener. Następnie pojemnik jest zamykany gazoszczelnie. Mieszadło wytwarza trójwymiarowe przemieszczanie całej zawartości. Nawet proporcje składników do 1:100.000 mogą być rozprowadzone jednorodnie.
Po procesie mieszania mieszadło jest wykręcane z kontenera ruchem odwrotnym. Produkt pozostaje w zamkniętym opakowaniu. Odważanie, mieszanie, magazynowanie pośrednie i napełnianie mogą być dzięki temu rozdzielone przestrzennie.
Do czyszczenia dostępny jest możliwy do zadokowania Washtainer®. Przejmuje on automatyczne czyszczenie mieszadła na mokro. Dzięki temu zmiany produktu dają się przeprowadzać szybko i powtarzalnie.
Mniej przesypywania, mniej zanieczyszczeń
Przy EM i przy COM produkt pozostaje podczas procesu mieszania w danym opakowaniu. Unika się dodatkowych miejsc przekazania. Zmniejsza to pył, straty produktu i nakład czyszczenia. Jednocześnie maleje ryzyko zanieczyszczeń krzyżowych.
Oba systemy osiągają wysoką jakość mieszania już przy niskich stopniach napełnienia. Nadają się dlatego szczególnie dla zakładów mieszających na zlecenie, zakładów recepturowych i produkcji o często zmieniających się wielkościach wsadów.
Projektowanie higieniczne i walidowalne czyszczenie
Wykonanie higieniczne tworzy konstrukcyjną podstawę systemów amixon®. Elementy mające kontakt z produktem są wykonane z niewielką liczbą szczelin lub bez szczelin. Komora mieszania i mieszadło są spawane i szlifowane w wysokiej jakości.
Mieszadło jest łożyskowane wyłącznie powyżej komory mieszania. Dolny przepust wału jest zbędny. Unika się dzięki temu szczególnie krytycznego potencjalnego miejsca zanieczyszczenia.
Duże drzwi inspekcyjne Clever-Cut® umożliwiają dobry dostęp do powierzchni mających kontakt z produktem. Uszczelnienie OmgaSeal® o niewielu strefach martwych wspiera trwale higieniczne uszczelnienie. Również organy wylotowe i przejścia są kształtowane pod kątem czyszczenia.
Zależnie od zastosowania mogą być stosowane zintegrowane lance myjące i w pełni automatyczne systemy czyszczenia na mokro. Dzięki temu czyszczenie na sucho i na mokro daje się jasno zdefiniować, przeprowadzać powtarzalnie i dokumentować. Wykonania według wytycznych EHEDG, wymagań FDA i 3-A Sanitary Standards są możliwe specyficznie dla projektu.
Zabezpieczenie przez próby w centrum prób amixon®
Przed inwestycją amixon® może zbadać odpowiednią koncepcję mieszania i pojemnika w centrum prób w Paderborn. Dostępnych jest tam 35 instalacji próbnych w różnych wielkościach. Dalsze centra prób znajdują się w Japonii, Indiach, Tajlandii, Chinach, Korei Południowej i USA.
Próby przeprowadzane są z produktem oryginalnym. Uwzględnione mogą być przy tym realne stopnie napełnienia, wielkości wsadów oraz przewidziane warunki temperatury i ciśnienia. Badane są między innymi jakość mieszania, łagodność wobec produktu, wprowadzanie energii, zdolność do czyszczenia i powtarzalność.
Wyniki są oceniane i dokumentowane wspólnie z ekspertami amixon®. Powstaje w ten sposób wiarygodna techniczna i ekonomiczna podstawa decyzji dla wyboru między koncepcjami beczki znormalizowanej, IBC i Mixtainer®.